互联网汽车技术：智能制造与协同控制

汽车业当前面临五个问题：一是传统汽车业采用产品导向而非用户导向的治理结构，消费者被置于产业链的末端，这样的治理结构难以满足用户个性化、地域化需求，也无法满足汽车市场和交通市场不断变化和发展的需求。二是传统汽车从设计到投放市场平均周期需三年，难以快速应对市场的需求，也难以适应技术的日新月异。汽车一旦下线，其功能基本上不再改变。事实上机械系统和电子系统的更新周期差异极大，但是汽车中所有部件的更新周期被归到汽车整车的更新周期中，并被冻结在汽车整车产品的完成点上。三是约束传统汽车设计的一些条件是互斥的，例如性能、成本和安全。尽管电子辅助驾驶技术的采用已经体现了通过信息技术实现主动安全的潜力，但是由于这些主动安全功能不能避免其他车辆的碰撞，造成汽车制造成本的升高。四是尽管汽车中已经包含诸多智能控制的部件，可以根据工况自动进行配置和调节，但是由于汽车在使用过程中遇到的场景数量和复杂度远远高于汽车产品设计的考虑，汽车性能、效能和排放的优化水平难以提高。五是汽车业长期以来一直在开发“自感知”的基于规则的智能民用无人驾驶汽车技术，试图摆脱人工操纵机器的局面，但是这种产品既没有明确的交通市场定位，也没有为从有人驾驶到无人驾驶的过渡过程建立新的人机交互模式，使得开发先进的传感和控制技术难以实用。实现“互联网+汽车+交通”融合以后，能够很大程度上解决上述问题。互联网为汽车技术带来的创新主要表现在两个方面，分别是汽车智能制造技术和协同式智能化控制技术。

（1）汽车智能制造技术

互联网技术的应用可以实现汽车产品的差异化定制化设计，提升汽车供应链效率并有效提升汽车制造的智能化水平。运用互联网及大数据分析技术，形成消费者需求驱动的研发模式，通过构建具备开放式架构的整车电子电器控制软件平台，实现汽车主要控制单元（ECU）的软硬件分离，可以保证汽车电子产品的差异化定制化开发与快速远程升级。

运用互联网、业务管理和电子商务技术，通过车联网大数据的采集、分析与挖掘，建立客户个性化需求与企业内部订单到货时间（OTD）高度集成的产业链协同商务平台，形成高效协同的汽车制造供应体系，可全面提升汽车制造供应链整体效率。依托互联网大数据分析与先进制造、人工智能等技术的集成融合，通过制造管理智能化、制造装备智能化和生产过程智能化等手段，形成具有感知、决策、执行、自适应组织的智能化生产系统以及网络化、协同化的生产设施，满足大规模定制化的制造方式并提高制造效率。

宝马铁西工厂的智能化生产

注：图片来源于网络。

（2）协同式智能化控制技术

“互联网+汽车+交通”的深度融合将使汽车的功能更加多元与先进，依托复杂环境感知、智能化决策、自动化控制等汽车智能化技术以及现代通信与网络技术，可以使车辆与车、路、人等外部节点间实现信息共享与控制协同，实现安全、高效、节能行驶。协同式智能化控制技术根据联网后智能汽车的不同功能也可分为三类。

1）汽车信息服务技术。车载信息系统的功能范围呈现逐渐扩大的趋势。早期的信息系统主要用来为乘员提供娱乐活动，如收音机、CD播放器等。随着微电子技术的发展，模拟音频系统被数字系统替代，如可通过物理端口（USB或AUX）、蓝牙连接存储器或者播放设备。如今的车载信息系统除了娱乐活动外，还能够提供卫星导航以提高定位精度（GPS/GLONASS/北斗）；可外接手机用于打电话、发短信；可接入互联网成为移动终端；抬头显示技术的发展，将信息投射到前风窗玻璃上，方便驾驶人查看。

长安InCall车载智能系统(www.xing528.com)

注：图片来源于网络。

2）行驶安全技术。通过“人、车、路”协同交互，可实现诸多汽车行驶安全方面的技术。具体有以下几个方面。

行驶安全技术

（续）

汽车行驶安全技术示意图

注：图片来源于腾讯汽车。

3）节能减排技术。利用通信网络获取的交通、地理和气象信息数据，结合精确定位信息，对车辆前方的行驶阻力等状态进行预测，实时优化汽车动力系统控制策略，提高工作效率。通过汽车与交通信号灯等路侧设施之间的控制协同与动态交通诱导，保障交通系统通行效率最优，降低整体能耗与排放，将使汽车的使用者享受到更为便捷、舒适的交通出行服务。

例如车用微电子机械系统（MEMS）元件对于节能减排有明显的助益，通过传感器来测量发动机的压力和油料流动状况，以减少碳排放量。发动机怠速熄火系统（Stop/Start）需要压力感测和其他非MEMS元件提供汽车发动机熄火时的关键信息。此外，气体传感器可控制车体内部的空气质量，而红外线热电堆传感器则可进一步监控温度。